1、結構鋼是多相材料，且在成形加工工藝中，其內部會留存一定量非金屬夾雜物。在加載變形過程中，微空洞會圍繞這些二相粒子和非金屬夾雜物萌生、擴展、匯合，直至材料發(fā)生韌性損傷斷裂。韌性損傷對結構鋼力學性能的劣化影響非常大，因此一直是固體力學和結構工程研究的熱點。曾有許多研究工作者致力于建立結構鋼韌性損傷宏觀、細觀模型，這些模型各有特點。本文共五章，分別從物理、幾何角度入手，建立三種結構鋼韌性損傷模型。
　　 第一種是考慮材料硬化與韌性損傷

2、糯合作用的有限變形率本構模型。該模型采用基于細觀機制的唯象方法，把韌性損傷作為物理缺陷，將其對材料力學性能的劣化影響體現(xiàn)在本構方程中。創(chuàng)新之處在于模型中考慮了有限變形引起的幾何非線性影響，分別在初始構形和即時構形中定義應力張量、應變張量以及它們的增量和變化率，并分別在兩個構形中引入考慮韌性損傷的屈服條件；其次模型中考慮了材料硬化與韌性損傷之間的線性耦合作用，將比自由能定義為彈性自由能、塑性耗散勢和彈塑性損傷耗散勢三部分之和，其中塑性損傷

3、耗散勢分別為兩個構形中累積塑性變形和損傷度量的函數。模型推導過程遵循不可逆熱力學基本理論；狀態(tài)變量與內變量滿足正交法則。其結果說明不能簡單將結構鋼小變形韌性損傷本構模型作形式上的推廣而得到有限變形情況下的韌性損傷本構模型，有限變形引起的幾何非線性效應并不能忽略。
　　 第二種是結構鋼韌性損傷變形非協(xié)調模型。該模型從韌性損傷微觀實質——幾何缺陷入手，考慮韌性損傷引起的變形非協(xié)調性，并將非協(xié)調的基本幾何法則與平衡方程、線性物理方程一

4、起得到以位移為未知量的平衡微分方程。本文分別由宏觀連續(xù)損傷變量和細觀幾何量定義擬塑性應變張量描述結構鋼內部微結構在變形過程中的變化，建立了不同情況的變形非協(xié)調模型，并通過算例來說明模型的應用。結構鋼韌性損傷變形非協(xié)調模型從幾何角度描述了韌性損傷對其力學性能的影響，是解決韌性損傷問題的一種新的嘗試，它顯著拓展了彈塑性模型的描述能第三種是結構鋼韌性損傷幾何-拓撲模型。該模型以幾何的改變?yōu)橐暯?，應用幾?拓撲的方法建立結構鋼韌性損傷微分流形，